Gama stimulacija od 40 Hz potiče zdravlje mozga

Desetljeće nakon što su znanstvenici s Instituta za učenje i pamćenje Picower na MIT-u prvi put započeli s testiranjem može li senzorna stimulacija moždanih ritmova "gama" frekvencije od 40 Hz liječiti Alzheimerovu bolest kod miševa, iz rada laboratorija diljem svijeta pojavila se sve veća baza dokaza koja podržava ideju da može poboljšati zdravlje mozga, kako kod životinja, tako i kod ljudi.

Novi rad objavljen u časopisu PLOS Biology opisuje dosadašnje stanje istraživanja i predstavlja neka od temeljnih i kliničkih pitanja koja su sada na čelu neinvazivne gama stimulacije.

"Kao što smo izvršili sva naša opažanja, mnogi drugi ljudi na terenu objavili su rezultate koji su vrlo dosljedni", kaže Li-Huei Tsai, neuroznanstvenica i direktorica Picower instituta za učenje i pamćenje u Odsjeku za mozak i kognitivne znanosti na Massachusetts Institute of Technology i starija autorica nove studije.

"Ljudi su koristili mnogo različitih načina za induciranje gama ritmova, uključujući senzornu stimulaciju, transkranijalnu stimulaciju izmjeničnom strujom ili transkranijalnu magnetsku stimulaciju, ali ključ je isporuka stimulacije na 40 herca".

Osnovna studija koju je vodila Tsai proizvela je niz studija koje pokazuju da stimulacija od 40 Hz putem svjetla, zvuka, te dvije kombinacije ili taktilne vibracije smanjuje obilježja Alzheimerove patologije kao što su amiloid i tau proteini, sprječava smrt neurona, smanjuje gubitak sinapsi i održava pamćenje i kogniciju kod raznih bolesti.

Istraživanja temeljnih mehanizama koji proizvode ove dobrobiti do sada su identificirala specifične stanične i molekularne odgovore u mnogim tipovima moždanih stanica, uključujući neurone, mikrogliju, astrocite, oligodendrocite i krvne žile mozga. Prošle je godine, na primjer, laboratorij izvijestio da je audio i vizualna stimulacija od 40 Hz inducirala interneurone u miševa da povećaju otpuštanje vazoaktivnih intestinalnih peptida (VIP), potičući povećano uklanjanje amiloida iz moždanog tkiva putem moždanog glimfatičkog sustava.

U međuvremenu, na MIT-u i u MIT-ovoj spin-off tvrtki Cognito Therapeutics, kliničke studije faze II pokazale su da su osobe s Alzheimerovom bolešću izložene svjetlu i zvuku od 40 Hz doživjele značajno usporavanje atrofije mozga i poboljšanja nekih kognitivnih mjera, u usporedbi s neliječenom kontrolnom skupinom.

Cognito, koji je također izmjerio značajno očuvanje moždane bijele tvari kod dobrovoljaca, provodi ključno kliničko ispitivanje faze III senzorne gama stimulacije diljem SAD-a više od godinu dana.

Kako je Tsaijina ekipa, koja uključuje kolege s MIT-a, Edwarda Boydena i Emeryja N. Browna, objavila svoje rezultate, mnogi drugi laboratoriji proizveli su studije koje pridodaju dokaze da se različite metode neinvazivne gama senzorne stimulacije mogu boriti protiv Alzheimerove patologije.

Među mnogim primjerima, 2024. godine istraživački tim u Kini neovisno je potvrdio da senzorna stimulacija od 40 Hz povećava protok glimfne tekućine kod miševa. U drugom primjeru, tim s Harvardske medicinske škole 2022. pokazao je da je gama stimulacija od 40 Hz pomoću stimulacije transkranijalnom izmjeničnom strujom značajno smanjila opterećenje tau kod tri od četiri ljudska dobrovoljca. A u drugoj studiji koja je uključivala više od 100 ljudi, istraživači u Škotskoj 2023. koristili su audio i vizualnu gama stimulaciju (na 37,5 Hz) kako bi poboljšali prisjećanje.

Tsai kaže da njezin laboratorij proučava druge neuropeptidne i neuromodulatorne sustave kako bi bolje razumio kaskadu događaja koji povezuju senzornu stimulaciju s promatranim staničnim odgovorima. U međuvremenu, priroda načina na koji neke stanice, poput mikroglije, reagiraju na gama stimulaciju i kako to utječe na patologiju ostaje nejasna, dodaje Tsai.

"Čak i uz nacionalno kliničko ispitivanje faze III koje je u tijeku, i dalje je važno istražiti te temeljne mehanizme, jer bi novi uvidi u to kako neinvazivna gama stimulacija utječe na mozak mogli poboljšati i proširiti terapeutski potencijal", kaže Tsai.

"Što više razumijemo mehanizme, to ćemo imati više dobrih ideja o tome kako dodatno optimizirati liječenje. I što ćemo više razumjeti djelovanje i sklopove na koje utječe, više ćemo znati koji će drugi neurološki poremećaji imati koristi od ovoga, osim Alzheimerove bolesti", dodaje znanstvenica MIT-a, koja se nada da bi gama stimulacija GENUS (Gamma ENtrainment Using Sensory) mogla pomoći kod Parkinsonove bolesti, moždanog udara,anksioznosti, epilepsije i kognitivnih nuspojava kemoterapije i stanja koja smanjuju mijelin, kao što je multipla skleroza, a njezin laboratorij proučava može li pomoći i kod Downovog sindroma.